ونوس مگس‌خوار؛ الهام‌بخش یک فناوری جدید

مهندسان دانشگاه علم و فناوری هنگ کنگ (HKUST) یک دستگاه الکترونیکی جدید ساخته‌اند که مکانیسم شکار هوشمند گیاه ونوس مگس‌خوار را شبیه‌سازی می‌کند.

این دستگاه ابتکاری که به ماژول لاجیک فلز مایع (LLM) معروف است، دارای قابلیت حافظه و شمارش است. این دستگاه می‌تواند سیگنال‌ها را بر اساس محرک‌های خارجی جمع‌آوری و تضعیف کند و به آن اجازه می‌دهد به انواع لمس‌ها پاسخ دهد.

محققان بر این باورند که این طراحی جدید راه را برای ساخت دستگاه‌های الکترونیکی زیست‌تقلید در آینده هموار می‌کند. این دستگاه‌ها می‌توانند در کاربرد‌های مختلفی مانند رباتیک، پروتز و هوش مصنوعی مورد استفاده قرار گیرند.

تقلید از مکانیسم طبیعت

این تحقیق که توسط پروفسور شن یاجینگ (Shen Yajing) انجام شد، از توانایی منحصر به فرد ونوس مگس‌خوار در تمایز ایجاد کردن بین محرک‌های مختلف مانند قطرات باران و حشرات الهام گرفته شد.

این توانایی به مو‌های حسی روی گیاه نسبت داده می‌شود که ویژگی‌های حافظه و شمارش را نشان می‌دهند و به آن اجازه می‌دهند تا سیگنال‌های الکتریکی را درک کند، و محرک‌ها را به خاطر بسپارد.

ماژول لاجیک فلز مایع این فرآیند را با استفاده از سیم‌های فلزی مایع در محلول هیدروکسید سدیم به عنوان محیط رسانا استفاده می‌شود، شبیه‌سازی می‌کند.

با کنترل طول این سیم‌ها از طریق اثرات الکتروشیمیایی، دستگاه، خروجی کاتد را در پاسخ به محرک‌های اعمال شده به آند و گیت تنظیم می‌کند.

این به ماژول لاجیک فلز مایع اجازه می‌دهد مدت و فاصله محرک‌های الکتریکی را به خاطر بسپارد، انباشت سیگنال‌ها را محاسبه کند و عملکرد‌های منطقی مشابه با ونوس مگس‌خوار نشان دهد.

برای نشان دادن قابلیت‌های ماژول لاجیک فلز مایع، محققان یک سیستم تله ونوس مگس‌خوار مصنوعی ساختند که شامل ماژول لاجیک فلز مایع، مو‌های حسی مبتنی بر سوئیچ و گلبرگ‌های مبتنی بر محرک الکتریکی نرم بود. این سیستم با موفقیت فرآیند شکار مگس را شبیه‌سازی کرد.

برنامه‌های کاربردی بالقوه

کاربرد‌های بالقوه ماژول لاجیک فلز مایع گسترده است و به یکپارچه‌سازی مدار‌های عملکردی، فیلتر کردن، ساخت شبکه‌های عصبی مصنوعی و موارد دیگر گسترش می‌یابد.

پروفسور یاجینگ می‌گوید: وقتی مردم به «هوش مصنوعی» فکر می‌کنند، عموما به هوشی فکر می‌کنند که سیستم‌های عصبی حیوانات را شبیه‌سازی می‌کند.

با این حال، در طبیعت، بسیاری از گیاهان نیز می‌توانند از طریق مواد و ترکیبات ساختاری خاص، هوش خود را نشان دهند. تحقیقات در این راستا دیدگاه و رویکرد جدیدی را برای درک «هوش» در طبیعت و ساختن «هوش شبیه به حیات» برای ما فراهم می‌کند.

این کار نشان دهنده گامی مهم رو به جلو در درک و شبیه‌سازی هوش زیستی است.

چشم انداز آینده

در حالی که این فناوری هنوز در مراحل اولیه خود است، ماژول لاجیک فلز مایع و سیستم مگس‌خوار مصنوعی راه‌های امیدوارکننده‌ای را برای تحقیق و توسعه آینده در زمینه‌های مختلف ارائه می‌دهند.

فناوری ماژول لاجیک فلز مایع را می‌توان در عرصه رباتیک به کار گرفت تا ربات‌هایی ایجاد کند که بتوانند محیط خود را به طور موثرتری حس کنند و به آن پاسخ دهند. پروتز‌ها نیز با پتانسیل اندام مصنوعی که تجربه کنترل طبیعی و شهودی‌تری را به کاربران ارائه می‌دهند، از این فناوری سود خواهند برد.

علاوه بر این، می‌توان از آن در هوش مصنوعی برای ایجاد دستگاه‌هایی استفاده کرد که می‌توانند یاد بگیرند و با موقعیت‌های جدید سازگار شوند.

همانطور که گفته شد، دستگاه فعلی مبتنی بر فلز مایع دارای محدودیت‌هایی نیز هست، مانند زمان پاسخ آهسته و اندازه نسبتا بزرگ. با این حال، محققان بر این باورند که این مسائل با تحقیق و توسعه بیشتر قابل حل است.

منبع: ایسنا